温福铁路接触网特型H型钢柱的设计探讨.docx

温福铁路接触网特型H型钢柱的设计探讨1131 〜堪勘测与设计温福铁路接触网特型H型钢柱的设计探讨刘畅石永贵2（1•中铁第四勘察设计院集团有限公司电化处2.中铁第四勘察设计院集团有限公司桥梁处）【摘要】通过极限状态法计算说明在部颁通用图外特殊设计H型钢柱的必要 性,对特型H型钢柱进行截面选择，最后对作为接触网腕臂柱的性能要求进行计 算校验.【关键词】沿海接触网H型钢柱选型1引言般情况下，我国200km/h及以上客货共线铁路接触网工程采用的H型钢柱均按照铁道部颁布的《客运专线铁路接触网H型钢柱》（通化（2008）.1301）进行对应选型.温福铁路处于我国较为极端的台风多发地区，按国家已颁布的基本风压值已达0.9kN/m.2006年”桑美”台风中心最大风力达17级（60m/秒），远超岀部颁通用图所要求的最大结构风速50m/s的 要求.针对这一情况，重新展开对特型H型钢柱的 设计显得十分迫切.2建立计算模型2」计算条件2.2.1结构设计风速基本风压根据《建筑结构荷载规范》附录”全国壑令压m经计算，2.2.2 主.一圜铁道勘.取 0.9kN/(1) 导线组合:JTMH — 12O+CTS — 150(20kN+E5kN);(2) 接触线悬挂点距轨面高度nj:6400nln3;(3) 结构高度:1600ml/l;(4) 曲线半径R:4500m;(5) 平均跨距L:50m;2.2建立计算模型根据支柱的工作情况，确定其各点的受力类型 和位置.中间柱的计算模型见图1.NDDESIGN2009(5)嘲L12.G 口 fl•JLPvpw—加 1eleXJ妻}{图1支柱标准校验弯矩计算模型图福铁路接触网特型H型钢柱的设计探讨刘畅石永贵 其余各类型支柱的受力模型同上建立,在此不 再赘述.2.3计算方法和结果承载能力极限状态支柱标准校验弯矩计算采 用以概率理论为基础的极限状态法，风速采用结构 设计风速进行计算•计算得到的标准校验弯矩不 包含任何分项系数•对全线支柱承载能力极限状 态标准校验弯矩进行计算，结果见表1.表1全线支柱标准校验弯矩统计表桥7雪i20=桥i|i30=桥i_i40=轿鬲50=杆杆高漏j宽NPI11PI珂P曩胃卩1型（量）（kN）（kH）（kH?A）akN）（k 胃）（kN?曩）（k 曩）（kH）（kH?t）（k 爵）（k 胃）（k 胃？・） 中 91419128142013514211421422147间柱 11.02425223242723224282402428247转 92429215243122424322322433239换柱 11.0273631 哇 273832529403402941348下 911824171118251781182718511827191锚柱 11.012532271125332811253529012536298分转中式中：换柱间1624169H 一轴向垂直力1下锚分转卜水平剪力I秆高换柱11215951.柱底标7隹穹矩铁路工程建设通用参考图《客运专线铁路接触网H型钢柱》（通化（2008）.1301）图纸中，支柱 承载能力极限状态支柱标准校验弯矩最大允许选 用至215kN.m,小于左表中Mk=348kN.m,因此需 根据温福线特点设计超岀通用图范围的特型H型 钢柱.3钢柱选型校验计算3.1特型支柱选择选择DIN 1025-4中规定的280型钢(简称 GHT280型)作为目标进行校验，钢号选择为Q345, 280型钢截面尺寸如图2.型号hbStdGHT28031028818.53324注:单位均为ITlnl图2280型钢截面尺寸铁道勘测与设计RAILWYY• •••••••• —• ，五ili勘测设/・!’3.2强度校验采用GHT280型H钢(Q345)进行校验,对象为 最大荷载情况：50m桥高，杆高11m转换柱.(N)(1)面内稳定：x 轴:==171.9,(fixzO.1732(Q345),NE= 1 Lx=I1719_15-83.5(N)l■x.l XIVa= +(PA13・・・MN式中:05o:望::+:::1389OrOOO:105X2550X 10-(1-0.8-!!:,15011835式中::X轴长细比;NEx:长细杆临界压力仃:平面内强度应力(Mpa)⑵面外稳定：参数毛二一钢简支梁系数■盯:平面外强度应力(Mpa)验算结果:而外稳定控制选用Q345级GHT280 型钢柱可用.3.3挠度校验331柱顶挠度GHT280I=39550cm=395.5X I01TUTIE=206X10钢柱柱身风力作用时柱顶挠度二二二2q==2?12Xl?35Xl_3X 彳言 X0.288=0.8204N/mm0.8204X11000式中：=l8.43mmI:贯心距(mm4);q:单位长度负荷(N/mm);: =4?07>3.1,取 3?1 计算挠度(mm).—:148.6X X【〜Lyxtl)】X235= 1_263X 丽 4320X X/148.6 丽 x33255004300] X345832148,6X1V,4X1式 @rA=o,轧>0.6,应用代替1.07 一・1_07]0 丽.2820.916Y 轴:::297.3换算长细比/3.873206XV,当九>0.215时(py=? [(C【2+0【3+九)一 J(q2+0【3+) — 47v】式中3873,b 类,a2=0.965,a3=0.3代入=0.062o:!::+1!::: 168.47>2950.062 X 240 X 100.916X2550 X1O因此Q345级可用.强度6=式中:t—团■，铁道勤j29X 10348X10丽丽二 131.18 肘二PII整体稳定系数;:中间系数；13b:H型导线荷载产生的柱顶挠度=(3 — b)表2导线类型abp承力索 25508450367013.16接触线 41506850455011.42正馈线 011000433023.58保护线 30010700328019.85小计68.01 —合计，柱顶挠度二 1&43+68.01 二86.44mm最大柱顶挠度[]=uoooxL5%= 165m m>86.44mm,因此GHT280型钢柱满足柱顶挠度要求.3.3.2接触线高度处挠度g=2.2s5x X o-2s8=o-s2.4l\r,，:[3—4+()】 =9.29m24X 206X3955X 1011000,11000导线荷载产生的接触线高度处挠度N2 〜N5pb3[2・3x+(N6 面 pb2L[3_]与设计 RAILWYSURVEYANDDESIGN2009(5)1]福铁路接触特型H型钏柱的设计探讨刘畅石永贵 表3N导线类型abp2 承力索 255084507901.403 接触线 415068509601.264 正馈线 01100011803.985 保护线 300107008202.04小计&68接触线高度处挠度…-9.29+8.68=17.97<50mm,因此GHT280型钢柱满足柱顶挠度要求.GHT280型H钢在面外稳定，面内稳定，柱顶 挠度，接触线高度处挠度验算中均满足要求•因 此可应用于温福线支柱标准校验弯矩在215〜 348kN.m范圉，超出部颁通用图的工程情况.4结论GHT280特型H型钢柱目前已运用于温福线◊姗的工程实际之中，解决了沿海铁路台风气候环境下 接触网腕臂柱的选型问题.此特型支柱在抗弯，抗 扭方面具有良好性能的同时外观保持了 H型钢的 美观小巧•除应用于本线外，可用于我国其他大风， 雪灾严重的铁路地段以及荷载要求更大的300km/ h及以上电气化高速铁路.参考文献［1］建筑结构荷载规范(GB50009.2001),北京,建 筑工业岀版社,2006牟，⑵建筑结构可靠度设计统一标准(GB50068—2001),北 京,中国建筑工业岀版社,2001年，［3］ 铁路电力牵引供电设计规范(TB10009—2005),北京, 铁道出版社,2005年，［4］ 钢结构设计规范［M】(GB50017—2003),北京,中华人民共和国建设部发布,2003年，[5] 5客运专线铁路接触网H型钢柱，通化(2008) — 1301), 北京，铁道部经济规划研究院,2008年收稿日期:2009—6—30(上接第17页)发信息屏为单翼，需要考虑和静态站台标识结合，而中间站台采用双翼方式，可以在两侧设置静态站台标，并考虑中间安装时钟•对于 无柱雨棚站台中间没有立柱，视线效果好，可以比 较简单的布置站台屏并结合静态标识，时钟，而对 于有柱雨棚站台则需要结合车站情况充分考虑合 理布置.4.2显示屏安装安全进站大屏，售票大屏屏幕面积大,重量重，安装的吋候需要和结构专业充分沟通，预留承重条件及 结构悬挂件•如设计进站大屏的时候就需要把安 装的位置，尺寸，高度，荷载等信息提供给结构专业， 以便结构专业在设计时统一考虑.显示屏的自身安全稳定也是设计中需要注意的问题，如温福线部分车站靠近沿海，而站台屏悬挂在室外会受到台风的影响，需要请厂家提供站台屏的尺寸，重量等相关资料,交由结构专业进行专门的考虑满足特定风力条件下的设备安全.参考文献[1] 朱国志•集成化铁路客运站旅客引导信息系统的设计•铁路计算机应用.2008,(9)[2] 叶磊.旅客引身显示系统方案简介.铁道通信信号.2001,(8)[3] 陈泽新•铁路智能运输中的客运站旅客引导系统.上 海铁道科技.2002,(1)收稿日期:2009—7.24铁道勘测与设计 RAILWYSURVEYANDDESIGN1009(5)皿。